ES2811761T3 - Particulate phyllosilicate material - Google Patents

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Abstract

Un mineral molido de filosilicato que comprende talco en partículas que tienen un d50 en el intervalo de 0.5 a 10 μm y un factor de forma de 10 a 100, en el que el factor de forma es la medida de la relación de diámetro de partícula a espesor de la partícula, para una población de tamaño y forma variables, como se miden usando los métodos, aparatos y ecuaciones de conductividad eléctrica descritos en el documento de EEUU No. 5,576,617.A ground phyllosilicate mineral comprising particulate talc having a d50 in the range of 0.5 to 10 μm and a shape factor of 10 to 100, where the shape factor is the measure of the ratio of particle diameter to particle thickness, for a population of varying size and shape, as measured using electrical conductivity methods, apparatus, and equations described in US document No. 5,576,617.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Material de filosilicato en partículasParticulate phyllosilicate material

Campo de la invenciónField of the invention

La presente invención se refiere a filosilicato molido y el uso del mismo.The present invention relates to ground phyllosilicate and the use thereof.

Antecedentes de la invenciónBackground of the invention

Las suspensiones acuosas que contienen pigmentos o minerales en placas, tales como los minerales de filosilicato caolín y talco, son usadas ampliamente en varias aplicaciones. Estas incluyen, por ejemplo, la producción de composiciones que contienen pigmento o material de relleno, que pueden ser usadas en la manufactura de papel o recubrimiento de papel, y en la producción de composiciones para pinturas, plásticos y similares.Aqueous suspensions containing pigments or plate minerals, such as the phyllosilicate minerals kaolin and talc, are widely used in various applications. These include, for example, the production of compositions containing pigment or filler material, which can be used in the manufacture of paper or paper coating, and in the production of compositions for paints, plastics and the like.

Típicamente, las fuentes naturales de minerales en placa comprenden pilas de partículas, en los que las partículas individuales están débilmente unidas una a otra. Estas pilas son creadas mediante procesos químicos durante el proceso de creación de los pigmentos (por ejemplo el caolín es producido mediante la exposición a la intemperie de arcillas o feldespato en condiciones de calor, humedad). En la preparación de productos para uso industrial, estos materiales naturales son procesados típicamente mediante molienda de una suspensión acuosa del material en presencia de un medio duro de molienda (por ejemplo esferas de cerámica o arena).Typically, natural sources of plate minerals comprise stacks of particles, in which the individual particles are loosely bound to one another. These piles are created by chemical processes during the pigment creation process (for example, kaolin is produced by exposing clays or feldspar to the elements in hot, humid conditions). In the preparation of products for industrial use, these natural materials are typically processed by grinding an aqueous suspension of the material in the presence of a hard grinding medium (eg ceramic spheres or sand).

La práctica actual es procesar la materia prima mediante suspensión del producto en agua, a sólidos relativamente bajos (típicamente <40% de contenido seco). Esto facilita el retiro de los contaminantes, la aplicación de tratamientos químicos (por ejemplo blanqueo para mejorar el color) y la refinación del producto hasta un tamaño de partícula objetivo. También se requiere el bajo contenido de sólidos porque una combinación de un creciente factor de forma de partícula (también denominado como "relación de aspecto") y ausencia de dispersante o muy bajo nivel de dispersante, significa que la viscosidad sería demasiado elevada para operaciones normales de procesamiento (por ejemplo bombeo, mezcla, etc.). Se retira entonces el agua del producto y se seca éste, de modo que puede ser vendido como un polvo seco (< 3% de humedad), un granulado (10-20% de humedad) o una pasta líquida dispersa (25-40% de humedad).Current practice is to process the raw material by suspending the product in water, at relatively low solids (typically <40% dry content). This facilitates the removal of contaminants, the application of chemical treatments (eg bleaching to improve color) and the refinement of the product to a target particle size. Low solids content is also required because a combination of increasing particle shape factor (also referred to as "aspect ratio") and no dispersant or very low level of dispersant means that the viscosity would be too high for normal operations. processing (eg pumping, mixing, etc.). The water is then removed from the product and the product is dried, so that it can be sold as a dry powder (<3% humidity), a granulate (10-20% humidity) or a dispersed liquid paste (25-40% moisture).

El documento WO 00/59841 A1 enseña las materias primas de caolín para producir novedosos pigmentos de arcilla de caolín, especialmente útiles para el recubrimiento de papel liviano y ultraliviano para impresión por huecograbado y offset, usando con ello un crudo de caolín que tiene una cantidad deseada de minerales de arcilla de filosilicato no caolín, para producir pigmentos de recubrimiento de caolín deslaminados mecánicamente.WO 00/59841 A1 teaches kaolin raw materials for producing novel kaolin clay pigments, especially useful for coating light and ultra-light paper for gravure and offset printing, thereby using a kaolin green having a quantity desired from non-kaolin phyllosilicate clay minerals, to produce mechanically delaminated kaolin coating pigments.

El documento WO2004/061014 A1 enseña una composición de caolín que tiene propiedades físicas mejoradas para el uso en la producción de productos de papel. la composición puede comprender caolín que tiene un factor de forma de por lo menos 20 y una distribución de tamaño de partícula tal que por lo menos 94% en peso del caolín tiene un esd de menor que 2 |jm. También se divulga un método para la fabricación de producto de caolín de caolín sedimentario.WO2004 / 061014 A1 teaches a kaolin composition having improved physical properties for use in the production of paper products. The composition may comprise kaolin having a shape factor of at least 20 and a particle size distribution such that at least 94% by weight of the kaolin has an esd of less than 2 µm. A method for manufacturing kaolin product from sedimentary kaolin is also disclosed.

El documento WO 02/16511 A1 se refiere a un método para la producción de un material de caolín en partículas, que es adecuado para el uso con material de relleno SC mejorado. El método incluye además diferentes pasos para la preparación de una suspensión acuosa de alimentación de una fracción de caolín en la cual no más de 10% tiene un tamaño de partícula de 10 jm o mayor y no más de 10% tiene un tamaño de partícula menor que 0.25 jm.WO 02/16511 A1 relates to a method for the production of a particulate kaolin material, which is suitable for use with improved SC filler material. The method further includes different steps for the preparation of an aqueous suspension of feed of a kaolin fraction in which no more than 10% has a particle size of 10 µm or greater and no more than 10% has a smaller particle size. than 0.25 jm.

El documento WO 2004/016697 A2 enseña un producto de pigmento de caolín derivable de caolín crudo obtenido de un depósito secundario de caolín, para el uso en composiciones de recubrimiento para suministrar un recubrimiento brillante sobre papel. El producto de pigmento comprende un caolín procesado en partículas, que tiene una distribución de tamaño de partícula tal que por lo menos aproximadamente 85% en peso de las partículas tiene un diámetro esférico equivalente de 2 jm o menos.WO 2004/016697 A2 teaches a kaolin pigment product derivable from crude kaolin obtained from a secondary kaolin deposit, for use in coating compositions to provide a gloss coating on paper. The pigment product comprises a particulate processed kaolin, having a particle size distribution such that at least about 85% by weight of the particles have an equivalent spherical diameter of 2 µm or less.

El documento US6348536B1 divulga un proceso para el tratamiento de un mineral de tipo lámina, en la forma de partículas constituidas por pilas de láminas, para obtener un relleno funcional para un material de polímero. Además, se divulga que el mineral está suspendido en un líquido y es sometido a un procedimiento de deslaminación, después del cual se obtiene un tamaño de partícula menor que el tamaño inicial de partícula. El polvo de talco remanente puede ser incorporado como relleno en termoplásticos, mejorando las propiedades físicas.Document US6348536B1 discloses a process for treating a sheet-type mineral, in the form of particles made up of piles of sheets, to obtain a functional filler for a polymer material. Furthermore, it is disclosed that the mineral is suspended in a liquid and is subjected to a delamination process, after which a particle size smaller than the initial particle size is obtained. The remaining talcum powder can be incorporated as a filler in thermoplastics, improving physical properties.

Durante la molienda ocurren dos procesos. Las partículas individuales pueden separarse de la pila, debido a la deslaminación, conduciendo así a un incremento en el factor de forma. Las partículas pueden romperse o quebrarse también, conduciendo a una reducción en el factor de forma. A sólidos más bajos, domina la deslaminación, de modo que hay un aumento significativo en el factor de forma. Two processes occur during grinding. Individual particles can separate from the stack, due to delamination, thus leading to an increase in form factor. The particles can break or break as well, leading to a reduction in the form factor. At lower solids, delamination dominates, so there is a significant increase in form factor.

Además, cuando el procesamiento ocurre a un bajo contenido de sólidos, el agua tiene que ser entonces retirada para obtener la forma final del producto (por ejemplo pasta líquida con sólidos elevados, granulado o secado por atomización). Puede ser necesario también someter además el producto a centrifugación, para retirar las partículas gruesas. Este procesamiento adicional añade a la cantidad de equipo y maquinaria requeridos (aumento en el gasto de capital) y reduce el rendimiento del material inorgánico en partículas.Furthermore, when processing occurs at a low solids content, the water then has to be removed to obtain the final product form (eg high solids liquid paste, granulate or spray drying). It may also be necessary to further subject the product to centrifugation, to remove coarse particles. This additional processing adds to the amount of equipment and machinery required (increased capital expenditure) and reduces the yield of the inorganic particulate material.

Resumen de la invenciónSummary of the invention

La invención se refiere a un mineral de filosilicato molido que comprende talco, que tiene un d50 en el intervalo de 0.5 a 10 |jm y un factor de forma de 10 a 100.The invention relates to a ground phyllosilicate mineral comprising talc, having a d50 in the range of 0.5 to 10 µm and a form factor of 10 to 100.

En un primer aspecto, se suministra un método para la molienda de un material inorgánico en partículas, que comprende:In a first aspect, a method for grinding an inorganic particulate material is provided, comprising:

(i) suministro de una suspensión acuosa que comprende un mineral de filosilicato en partículas que tiene un factor de forma menor que 60; y(i) supplying an aqueous suspension comprising a particulate phyllosilicate mineral having a shape factor of less than 60; Y

(ii) molienda de la suspensión acuosa para formar un producto molido,(ii) grinding the aqueous suspension to form a ground product,

en el que el mineral de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad mayor que 55% en peso.wherein the particulate phyllosilicate mineral is present in the aqueous suspension in an amount greater than 55% by weight.

En un segundo aspecto, se suministra un método para la molienda de un material inorgánico en partículas, que comprende:In a second aspect, a method for grinding an inorganic particulate material is provided, comprising:

(i) suministro de una suspensión acuosa que comprende un mineral de filosilicato en partículas que tiene un factor de forma menor que 60; y(i) supplying an aqueous suspension comprising a particulate phyllosilicate mineral having a shape factor of less than 60; Y

(ii) molienda de la suspensión acuosa usando un molino de volteo, un molino agitado, un decantador de medio agitado o un molino de torre, para formar un producto molido,(ii) grinding the aqueous suspension using a tumble mill, stirred mill, stirred medium decanter, or tower mill, to form a ground product,

en el que el mineral de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad mayor que 45% en peso.wherein the particulate phyllosilicate mineral is present in the aqueous suspension in an amount greater than 45% by weight.

En los dichos primero y segundo aspectos, el factor de forma del mineral de filosilicato en el producto puede ser menor que el factor de forma del mineral de filosilicato en la suspensión acuosa antes de la molienda, o puede ser aproximadamente el mismo que el factor de forma del mineral de filosilicato en la suspensión acuosa antes de la molienda, o puede ser mayor que el factor de forma del mineral de filosilicato en la suspensión acuosa antes de la molienda.In the said first and second aspects, the form factor of the phyllosilicate mineral in the product may be less than the form factor of the phyllosilicate mineral in the aqueous suspension before grinding, or it may be approximately the same as the factor of form of the phyllosilicate mineral in the aqueous suspension before grinding, or may be greater than the form factor of the phyllosilicate mineral in the aqueous suspension before grinding.

Además, la divulgación se refiere a un mineral molido de filosilicato que comprende caolín en partículas que tiene un d50 en el intervalo de 0.1 a 5 jm y un factor de forma de 10 a 100.Furthermore, the disclosure relates to a phyllosilicate ground mineral comprising particulate kaolin having a d50 in the range of 0.1 to 5 µm and a form factor of 10 to 100.

Se ha hallado que mediante molienda, a contenido de sólidos relativamente elevado, un mineral inorgánico de filosilicato que ha sido seleccionado por tener un factor de forma relativamente bajo, puede conducir a beneficios significativos. En particular, la molienda de una suspensión dispersa del filosilicato a un elevado contenido de sólidos, significa que no se requiere eliminación del agua o secado.It has been found that by milling, at relatively high solids content, an inorganic phyllosilicate mineral that has been selected for having a relatively low form factor can lead to significant benefits. In particular, milling a dispersed suspension of the phyllosilicate to a high solids content means that no dewatering or drying is required.

Además, pueden obtenerse mejoras en el empinamiento del producto formado, y su brillo. También, cuando se muele sólo talco (es decir 100% de talco) o se muele conjuntamente una mezcla de talco/caolín a elevados sólidos, es posible prescindir de la necesidad de un tensioactivo, o agente humectante, que es usado típicamente cuando se produce una pasta líquida de talco con elevado contenido de sólidos. Además, una pasta líquida de talco/caolín molida conjuntamente es más estable (es decir tiene menos posibilidad de decantar o formar gel) y tiene un mejor desempeño de sólidos/viscosidad, comparado con una pasta líquida de talco.Furthermore, improvements can be obtained in the steepening of the formed product, and its gloss. Also, when only talc (i.e. 100% talc) is ground or a talc / kaolin mixture is ground together to high solids, it is possible to dispense with the need for a surfactant, or wetting agent, which is typically used when producing a liquid talcum paste with high solids content. In addition, a co-milled liquid talc / kaolin paste is more stable (i.e. has less chance to settle or gel) and has better solids / viscosity performance, compared to a liquid talc paste.

Se ha hallado también que el nivel de partículas gruesas en el producto molido con alto contenido de sólidos, es suficientemente bajo, tal que el producto puede ser usado directamente en el recubrimiento de papel, sin un paso de centrifugación. Típicamente, puede requerirse un paso de centrifugación para retirar las partículas gruesas de productos molidos que han sido preparados mediante molienda de minerales de filosilicato, con objeto de no dar lugar a efectos adversos de escurrimiento en el proceso de alta velocidad de recubrimiento de papel. En ciertas realizaciones de la invención, puede eliminarse tal paso de centrifugación.The level of coarse particles in the high solids ground product has also been found to be low enough that the product can be used directly in the paper coating, without a centrifugation step. Typically, a centrifugation step may be required to remove coarse particles from ground products that have been prepared by milling phyllosilicate minerals, in order not to give rise to adverse sag effects in the high speed paper coating process. In certain embodiments of the invention, such a centrifugation step can be eliminated.

Además, los materiales inorgánicos de filosilicato, tales como talco, pueden ser producidos por ciertas realizaciones de los métodos de la presente divulgación, para que tengan un tamaño de partícula fino (por ejemplo, reducido) y factores medios de forma (por ejemplo, factores de forma menores que talco molido húmedo por métodos previos, aunque mayores que el talco molido seco).Furthermore, inorganic phyllosilicate materials, such as talc, can be produced by certain embodiments of the methods of the present disclosure, to have fine particle size (eg, reduced) and average shape factors (eg, factors less than wet ground talc by previous methods, although greater than dry ground talc).

Descripción detalladaDetailed description

La presente invención suministra los aspectos mencionados anteriormente. También se describen los rasgos y realizaciones opcionales y preferidos de los diferentes aspectos. A menos que se declare de otra forma, cualquier rasgo o realización opcional o preferido puede ser combinado con cualquier otro rasgo o realización opcional o preferido, y con cualquiera de los aspectos de la invención mencionados en esta memoria.The present invention provides the aspects mentioned above. Optional and preferred features and embodiments of the different aspects are also described. Unless stated otherwise, any optional or preferred feature or embodiment may be combined with any other optional or preferred feature or embodiment, and with any of the aspects of the invention mentioned herein.

Las características de tamaño de partícula descritas en esta memoria son medidas mediante sedimentación del material en partículas, en una condición totalmente dispersa en un medio acuoso en un aparato Sedigraph 5100 para análisis de tamaño de partícula suministrado por Micrometrics Instruments Corporation Norcross, Ga, EEUU. El Sedigraph 5100 suministra mediciones y una gráfica del porcentaje acumulado en peso de partículas que tienen un tamaño denominado en la técnica como el "diámetro esférico equivalente" (esd).The particle size characteristics described herein are measured by sedimentation of the particulate material, in a fully dispersed condition in an aqueous medium in a Sedigraph 5100 apparatus for particle size analysis supplied by Micrometrics Instruments Corporation Norcross, Ga, USA. The Sedigraph 5100 provides measurements and a graph of the cumulative weight percent of particles having a size referred to in the art as the "equivalent spherical diameter" (esd).

El "factor de forma", como se usa en esta memoria, es una medición de la relación del diámetro de partícula al espesor de partícula, para una población de partículas de tamaño y forma variables, como se mide usando los métodos, aparatos y ecuaciones de conductividad eléctrica descritos en el documento de EEUU No. 5576617. Como la técnica para la determinación del factor de forma descrita adicionalmente en la patente '617, se mide la conductividad eléctrica de una composición de una suspensión acuosa de partículas orientadas bajo prueba, a medida que la composición fluye a través de un recipiente. Se toman mediciones de la conductividad eléctrica a lo largo de una dirección del recipiente y a lo largo de otra dirección de recipiente, transversal a la primera dirección. El factor de forma del material en partículas bajo prueba, es determinado usando la diferencia entre las dos mediciones de conductividad.The "shape factor", as used herein, is a measurement of the ratio of particle diameter to particle thickness, for a population of particles of varying size and shape, as measured using the methods, apparatus, and equations of electrical conductivity described in US document No. 5576617. As the technique for determining the form factor further described in the '617 patent, the electrical conductivity of a composition of an aqueous suspension of oriented particles under test is measured, as the composition flows through a container. Electrical conductivity measurements are taken along one container direction and along another container direction, transverse to the first direction. The form factor of the particulate material under test is determined using the difference between the two conductivity measurements.

El término "d50" usado en esta memoria se refiere a la mediana del diámetro de partícula y es el diámetro de partícula en el cual 50% en peso del producto es mayor y 50% en peso es menor.The term "d50" used herein refers to the median particle diameter and is the particle diameter at which 50% by weight of the product is greater and 50% by weight is less.

El "empinamiento" de una distribución de tamaño de partícula, como se denomina en esta memoria, es calculado por 100 x d30 /d70 (d30 es el tamaño al cual 30% en peso del producto es más grande y 70% es más pequeño, d70 es el tamaño al cual 70% en peso es más grande y 30% es más pequeño).The "steepening" of a particle size distribution, as referred to herein, is calculated by 100 x d30 / d70 (d30 is the size at which 30% by weight of the product is larger and 70% is smaller, d70 is the size at which 70% by weight is larger and 30% smaller).

El término "sólidos" usado en esta memoria se refiere al pigmento en una pasta líquida de pigmento-agua, a menos que por el contexto se defina de otra forma.The term "solids" used herein refers to pigment in a liquid pigment-water paste, unless the context is defined otherwise.

Material de alimentación de mineral de filosilicatoPhyllosilicate mineral feed material

El mineral de filosilicato usado en ciertas realizaciones puede ser seleccionado de caolín, talco y mica. En una realización, se usa un mineral individual de filosilicato, con objeto de producir un material molido que comprende solamente el mineral de filosilicato. Por ejemplo, el mineral individual de filosilicato puede ser caolín o el mineral individual de filosilicato puede ser talco. En otra realización, pueden molerse conjuntamente o comolerse una mezcla de dos o más minerales de filosilicato. Por ejemplo, puede comolerse una mezcla de caolín y talco, usando el método de ciertas realizaciones divulgado en esta memoria. Cuando se usa una mezcla de caolín y talco, la relación en peso de caolín a talco está en el intervalo de 95:5 a 5:95, por ejemplo en el intervalo de preferiblemente entre 50:50 y 90:10.The phyllosilicate mineral used in certain embodiments can be selected from kaolin, talc, and mica. In one embodiment, a single phyllosilicate mineral is used in order to produce a ground material comprising only the phyllosilicate mineral. For example, the individual phyllosilicate mineral may be kaolin or the individual phyllosilicate mineral may be talc. In another embodiment, a mixture of two or more phyllosilicate minerals can be co-ground or milled. For example, a mixture of kaolin and talc can be eaten, using the method of certain embodiments disclosed herein. When using a mixture of kaolin and talc, the weight ratio of kaolin to talc is in the range of 95: 5 to 5:95, for example in the range of preferably between 50:50 and 90:10.

El factor de forma del mineral de filosilicato “de alimentación” en la suspensión acuosa es menor que 60, por ejemplo menor que 50 o menor que 40, o menor que 30, o menor que 20, o menor que 15. El factor de forma del mineral de filosilicato de alimentación puede ser menor que 60 y mayor que 5, o puede ser mayor que 10, o puede ser mayor que 15. En una realización, el mineral de alimentación es talco que tiene un factor de forma de 10 a 45, o de 15 a 35. en otra realización, el mineral de alimentación es un caolín que tiene un factor de forma de 10 a 50.The form factor of the "feed" phyllosilicate mineral in the aqueous suspension is less than 60, for example less than 50 or less than 40, or less than 30, or less than 20, or less than 15. The form factor of the phyllosilicate feed mineral may be less than 60 and greater than 5, or it may be greater than 10, or it may be greater than 15. In one embodiment, the feed mineral is talc having a form factor of 10 to 45 , or 15 to 35. In another embodiment, the feed mineral is kaolin having a form factor of 10 to 50.

Cuando en la alimentación está presente caolín, puede tener un d50 en el intervalo de 0.1 a 20 |jm, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 10 jm, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 5 jm. El valor de empinamiento de caolín usado en el mineral de alimentación puede estar en el intervalo de 10 a 50.When kaolin is present in the feed, it may have a d50 in the range of 0.1 to 20 µm, for example in the range of 0.1 to 10 µm, for example in the range of 0.1 to 5 µm. The steepness value of kaolin used in the feed ore can be in the range of 10 to 50.

En una realización, el material de alimentación es caolín que tiene un factor de forma de 10 a 50 y a d50 en el intervalo de 0.1 a 5 jm.In one embodiment, the feedstock is kaolin having a form factor of 10 to 50 and at d50 in the range of 0.1 to 5 µm.

Cuando está presente talco en la alimentación, puede tener un d50 en el intervalo de 2 a 20 jm, por ejemplo en el intervalo de 2 a 15 jm, por ejemplo en el intervalo de 2 a 10 jm.When talc is present in the feed, it may have a d50 in the range of 2 to 20 µm, for example in the range of 2 to 15 µm, for example in the range of 2 to 10 µm.

El valor de empinamiento del talco usado como mineral de alimentación puede estar en el intervalo de 15 a 40, por ejemplo de 25 a 35. The steepening value of the talc used as the feed mineral may be in the range of 15 to 40, for example 25 to 35.

El talco puede tener una blancura de por lo menos aproximadamente 50, o por lo menos aproximadamente 60 o por lo menos aproximadamente 70, como se mide usando un MinoltaChromameter CR300 usando iluminante D65 y una geometría de medición de 2°.The talc can have a whiteness of at least about 50, or at least about 60 or at least about 70, as measured using a MinoltaChromameter CR300 using illuminant D65 and a 2 ° measurement geometry.

El talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 50% en peso de las partículas es más pequeño que 2 |jm. En una realización el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 40% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm. En otra realización, el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 35% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm. En otra realización, el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 30% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm. en todavía otra realización, el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 25% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm. En una realización, el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 20% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm. En ciertas realizaciones, el talco puede tener una distribución de tamaño de partícula tal que no más de 15% en peso de las partículas es más pequeño que 2 jm.Talc can have a particle size distribution such that no more than 50% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In one embodiment the talc can have a particle size distribution such that no more than 40% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In another embodiment, the talc may have a particle size distribution such that no more than 35% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In another embodiment, the talc can have a particle size distribution such that no more than 30% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In still another embodiment, the talc may have a particle size distribution such that no more than 25% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In one embodiment, the talc can have a particle size distribution such that no more than 20% by weight of the particles is smaller than 2 µm. In certain embodiments, the talc can have a particle size distribution such that no more than 15% by weight of the particles is smaller than 2 µm.

En una realización, el material de alimentación es talco que tiene un factor de forma de 15 a 35 y un d50 en el intervalo de 2 a 20 jm, por ejemplo en el intervalo de 2 a 10 jm.In one embodiment, the feedstock is talc having a form factor of 15 to 35 and a d50 in the range of 2 to 20 µm, for example in the range of 2 to 10 µm.

En el primer aspecto, el material de alimentación de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad mayor que 55% en peso, por ejemplo mayor que 60% en peso, o mayor que 65% en peso. En ciertas realizaciones, el mineral de alimentación de filosilicato está presente en una cantidad de no más de 70 % en peso. en una realización, mineral de alimentación de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad de 55 a 65 % en peso.In the first aspect, the particulate phyllosilicate feedstock is present in the aqueous suspension in an amount greater than 55% by weight, for example greater than 60% by weight, or greater than 65% by weight. In certain embodiments, the phyllosilicate feed mineral is present in an amount of no more than 70% by weight. In one embodiment, particulate phyllosilicate feed mineral is present in the aqueous suspension in an amount of 55 to 65% by weight.

En el segundo aspecto, el mineral de alimentación de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad mayor que 45% en peso, por ejemplo mayor que 50% en peso, o mayor que 55% en peso, o mayor que 60% en peso, o mayor que 65% en peso. En ciertas realizaciones, el mineral de alimentación de filosilicato está presente en una cantidad no mayor que 70 % en peso. En una realización, el mineral de alimentación de filosilicato en partículas está presente en la suspensión acuosa en una cantidad de 55 a 65 % en peso.In the second aspect, the particulate phyllosilicate feed mineral is present in the aqueous suspension in an amount greater than 45% by weight, for example greater than 50% by weight, or greater than 55% by weight, or greater than 60 % by weight, or greater than 65% by weight. In certain embodiments, the phyllosilicate feed mineral is present in an amount no greater than 70% by weight. In one embodiment, the particulate phyllosilicate feed mineral is present in the aqueous suspension in an amount of 55 to 65% by weight.

Adicionalmente al mineral de filosilicato presente en la suspensión acuosa para molienda, pueden estar presentes uno o más otros minerales en partículas. En una realización de la invención, el único mineral en partículas presente en la suspensión acuosa es el mineral de filosilicato. Así, en tales realizaciones no está presente mineral adicional en partículas.In addition to the phyllosilicate mineral present in the aqueous grinding slurry, one or more other particulate minerals may be present. In one embodiment of the invention, the only particulate mineral present in the aqueous suspension is the phyllosilicate mineral. Thus, in such embodiments no additional particulate mineral is present.

El mineral de filosilicato para uso como material de alimentación puede ser un preparado de la materia prima, por uno o más pasos de procesamiento previo. Por ejemplo, las materias primas pueden ser procesadas en suspensión acuosa para retirar los contaminantes e impurezas, por ejemplo mediante separación magnética. La materia prima puede ser también blanqueada usando métodos conocidos por aquellos expertos en la técnica. También la materia prima puede ser sometida a un proceso preliminar para reducir el tamaño de partícula de la materia prima aglomerada. Por ejemplo, la materia prima puede ser triturada o molida para reducir el tamaño de partícula al tamaño de partícula deseado del material de alimentación. En ciertas realizaciones en las que el mineral de filosilicato es talco, el material de alimentación puede ser sometido a un paso inicial de molienda en seco. En ciertas realizaciones en las que el mineral de filosilicato es caolín, el material de alimentación puede ser sometido a un paso inicial de molienda en húmedo.The phyllosilicate mineral for use as a feed material can be a preparation of the raw material, by one or more pre-processing steps. For example, raw materials can be processed in aqueous suspension to remove contaminants and impurities, for example by magnetic separation. The raw material can also be bleached using methods known to those skilled in the art. Also the raw material can be subjected to a preliminary process to reduce the particle size of the agglomerated raw material. For example, the raw material can be crushed or ground to reduce the particle size to the desired particle size of the feedstock. In certain embodiments where the phyllosilicate mineral is talc, the feedstock may be subjected to an initial dry milling step. In certain embodiments where the phyllosilicate mineral is kaolin, the feedstock may be subjected to an initial wet milling step.

A la suspensión que comprende el material grueso preprocesado puede eliminársele el agua mediante, por ejemplo, uso de una prensa de tubo, aunque se contemplan también otros métodos de eliminación del agua, tales como secado térmico o por atomización. En ciertas realizaciones, el producto al que se ha eliminado el agua puede tener un contenido elevado adecuado de sólidos, correspondiente al deseado para la etapa de molienda.The slurry comprising the pre-processed coarse material may be dewatered by, for example, use of a tube press, although other dewatering methods such as thermal or spray drying are also contemplated. In certain embodiments, the water removed may have a suitable high solids content, corresponding to that desired for the milling step.

En realizaciones alternas, puede dispersarse el producto al que se ha eliminado el agua, usando un agente dispersante adecuado.In alternate embodiments, the water removed product can be dispersed, using a suitable dispersing agent.

Los agentes dispersantes adecuados son aditivos químicos capaces, cuando están presentes en una cantidad suficiente, de actuar sobre las partículas del material en partículas, para prevenir o restringir efectivamente la floculación o aglomeración de las partículas hasta una extensión deseada, de acuerdo con requerimientos normales de procesamiento. El dispersante puede estar presente en niveles de hasta aproximadamente 1% en peso, e incluye, por ejemplo, polielectrolitos tales como poliacrilatos y copolímeros que contienen especies de poliacrilato, especialmente sales de poliacrilato (por ejemplo, sodio y aluminio opcionalmente con una sal de metal del grupo II), hexametafosfatos de sodio, poliol no iónico, ácido polifosfórico, fosfato condensado de sodio, tensioactivos no iónicos, alcanolaminas y otros reactivos usados comúnmente para esta función. El dispersante puede ser seleccionado, por ejemplo, de entre materiales dispersantes convencionales usados comúnmente en el procesamiento y molienda de materiales inorgánicos en partículas. Tales dispersantes serán bien reconocidos por aquellos expertos en la técnica. Generalmente son sales solubles en agua capaces de suministrar especies aniónicas que en sus cantidades efectivas pueden adsorberse sobre la superficie de las partículas inorgánicas y mediante ello inhibir la agregación de las partículas. Las sales no solvatadas incluyen de manera adecuada cationes de metales alcalinos tales como sodio. En algunos casos la solvatación puede ser asistida haciendo la suspensión acuosa ligeramente alcalina. Los ejemplos de dispersantes adecuados incluyen: fosfatos condensados solubles en agua, por ejemplo, sales de polimetafosfato [forma general de las sales de sodio: (NaPO3)x] tales como metafosfato de tetrasodio o llamado "hexametafosfato de sodio" (sal de Graham); sales solubles en agua de ácidos polisilícicos; polielectrolitos; sales de homopolímeros o copolímeros de ácido acrílico o ácido metacrílico, o sales de polímeros de otros derivados de ácido acrílico, que de manera adecuada tienen un promedio ponderado de masa molecular menor que aproximadamente 20,000. Son especialmente preferidos hexametafosfato de sodio y poliacrilato de sodio, este último teniendo de manera adecuada un promedio ponderado de masa molecular en el intervalo de aproximadamente 1,500 a aproximadamente 10,000.Suitable dispersing agents are chemical additives capable, when present in a sufficient quantity, of acting on the particles of the particulate material, to effectively prevent or restrict flocculation or agglomeration of the particles to a desired extent, in accordance with normal requirements of prosecution. The dispersant can be present at levels up to about 1% by weight, and includes, for example, polyelectrolytes such as polyacrylates and copolymers containing polyacrylate species, especially polyacrylate salts (for example, sodium and aluminum optionally with a metal salt Group II), sodium hexametaphosphates, nonionic polyol, polyphosphoric acid, condensed sodium phosphate, nonionic surfactants, alkanolamines and other reagents commonly used for this function. The dispersant can be selected, for example, from conventional dispersant materials commonly used in the processing and milling of inorganic particulate materials. Such dispersants will be well recognized by those skilled in the art. They are generally water soluble salts capable of supplying anionic species which in their effective amounts can be adsorbed onto the surface of the inorganic particles and thereby inhibit the aggregation of the particles. Unsolvated salts suitably include alkali metal cations such as sodium. In some cases solvation can be assisted by making the aqueous suspension slightly alkaline. Examples of suitable dispersants include: water-soluble condensed phosphates, for example, polymetaphosphate salts [general form of sodium salts: (NaPO3) x] such as tetrasodium metaphosphate or so-called "sodium hexametaphosphate"(Graham'ssalt); water soluble salts of polysilicic acids; polyelectrolytes; salts of homopolymers or copolymers of acrylic acid or methacrylic acid, or salts of polymers of other derivatives of acrylic acid, which suitably have a weight average molecular mass of less than about 20,000. Sodium hexametaphosphate and sodium polyacrylate are especially preferred, the latter suitably having a weight average molecular mass in the range of about 1,500 to about 10,000.

En ciertas realizaciones de la invención, el talco es molido solo o es comolido con caolín, en ausencia de cualquier especie de tensioactivo. Esto reduce y simplifica el sistema dispersante necesario durante la molienda. Normalmente, con objeto de fabricar una pasta líquida de talco con alto contenido de sólidos, adicionalmente a la presencia de un dispersante, se incluye un tensioactivo y se mantiene relativamente alto el pH. Sin embargo, se halló que cuando se fabrica la mezcla antes de la molienda, el talco puede ser añadido a una pasta líquida de caolín, sin necesidad de ningún tensioactivo, aunque puede ser necesario incluir una cantidad adicional de dispersante, típicamente la misma que es usada para reprocesar caolín.In certain embodiments of the invention, the talc is ground alone or is co-ground with kaolin, in the absence of any surfactant species. This reduces and simplifies the dispersant system required during milling. Typically, in order to make a high solids liquid talc paste, in addition to the presence of a dispersant, a surfactant is included and the pH is kept relatively high. However, it was found that when the mixture is manufactured before milling, talc can be added to a liquid kaolin paste, without the need for any surfactant, although it may be necessary to include an additional amount of dispersant, typically the same as used to reprocess kaolin.

En ciertas realizaciones del método divulgado en esta memoria, se ha hallado que la adición de un agente espesante a la suspensión no es necesaria. Por ello, en ciertas realizaciones de la invención, la molienda es llevada a cabo en ausencia de cualquier agente espesante.In certain embodiments of the method disclosed herein, it has been found that the addition of a thickening agent to the suspension is not necessary. Therefore, in certain embodiments of the invention, milling is carried out in the absence of any thickening agent.

Molienda de la suspensión acuosaGrinding the aqueous suspension

La suspensión acuosa de material de alimentación de filosilicato es sometida a molienda. la molienda es llevada a cabo de manera deseable mediante abrasión usando un medio de molienda en partículas. de manera alternativa, las suspensiones pueden ser molidas mediante molienda autógena, es decir en ausencia de un medio de molienda. Cuando se usa, el medio de molienda en partículas, cuando está presente, puede ser de un material natural o uno sintético. El medio de molienda puede comprender, por ejemplo, bolas, esferas o pellas de cualquier material duro, material cerámico o metálico; tales materiales pueden incluir, por ejemplo, alúmina, zirconia, zirconio, silicato, silicato de aluminio o el material rico en mulita que es producido mediante calcinación de arcilla caolinítica a una temperatura en el intervalo de aproximadamente 1300°C a aproximadamente 1800°C. De modo alternativo, pueden usarse partículas de arena natural de un tamaño adecuado de partícula.The aqueous suspension of phyllosilicate feedstock is subjected to milling. grinding is desirably carried out by abrasion using a particulate grinding medium. alternatively, the suspensions can be ground by autogenous milling, that is, in the absence of a milling medium. When used, the particulate grinding medium, when present, can be of a natural or a synthetic material. The grinding medium can comprise, for example, balls, spheres or pellets of any hard material, ceramic or metallic material; Such materials can include, for example, alumina, zirconia, zirconium, silicate, aluminum silicate, or the mulite-rich material that is produced by calcining kaolinitic clay at a temperature in the range of about 1300 ° C to about 1800 ° C. Alternatively, natural sand particles of a suitable particle size can be used.

La molienda puede ser llevada a cabo en una o más etapas. Por ejemplo, la suspensión de alimentación puede ser molida parcialmente en un primer picador por abrasión, alimentándose luego la suspensión de material inorgánico en partículas parcialmente molido, a un segundo picador por abrasión para la molienda adicional, después de lo cual la suspensión del material molido puede ser alimentada a uno o más subsiguientes picadores por abrasión.The grinding can be carried out in one or more stages. For example, the feed slurry may be partially ground in a first abrasive chopper, with the suspension of partially ground inorganic particulate material then fed to a second abrasive chopper for further grinding, after which the slurry of the ground material it can be fed to one or more subsequent abrasive mincers.

Durante la molienda pueden añadirse dosificaciones adicionales de agente de dispersión, según se requiera para mantener una suspensión fluida.During milling additional dosages of dispersing agent can be added, as required to maintain a fluid suspension.

La energía de molienda aplicada durante la molienda puede ser por lo menos 25 kWh/t, por ejemplo por lo menos 50 kWh/t, por lo menos 100 kWh/t, por lo menos 150 kWh/t, por lo menos 200 kWh/t, por lo menos 250 kWh/t, por lo menos 300 kWh/t, o por lo menos 500 kWh/t.The grinding energy applied during grinding can be at least 25 kWh / t, for example at least 50 kWh / t, at least 100 kWh / t, at least 150 kWh / t, at least 200 kWh / t, at least 250 kWh / t, at least 300 kWh / t, or at least 500 kWh / t.

Una vez terminada la molienda, puede retirarse cualquier medio de molienda, y puede eliminarse el agua de la suspensión de producto, si se requiere. En algunas realizaciones de la invención, se focaliza el contenido de sólidos de la suspensión después de terminar la molienda, para que sea el contenido final de sólidos deseados en el producto, en cuyo caso no se requiere eliminación adicional del agua, y en particular puede prescindirse de un paso de secado térmico. Por ejemplo, en una realización en la cual el mineral de filosilicato comprende caolín, el material de alimentación de caolín puede ser preparado mediante un método en el cual se logra la eliminación del agua solamente mediante compresión en tubo y se ejecuta el paso de molienda con sólidos elevados para producir la pasta líquida con el nivel final requerido de sólidos objetivo. En otra realización en la cual el mineral de filosilicato en la suspensión que va a ser molida es 100% caolín, el material de alimentación de caolín puede ser preparado mediante un método en el cual se logra la eliminación del agua solamente por compresión en tubo y se ejecuta el paso de molienda con altos sólidos, para producir la pasta líquida con el nivel final requerido de sólidos objetivo. Mediante ello se evita el costoso secado térmico.After milling is complete, any milling media can be removed, and water can be removed from the product slurry, if required. In some embodiments of the invention, the solids content of the slurry is focused after milling is complete, to be the final desired solids content in the product, in which case no further removal of water is required, and in particular may dispense with a thermal drying step. For example, in an embodiment in which the phyllosilicate mineral comprises kaolin, the kaolin feedstock can be prepared by a method in which water removal is achieved only by tube compression and the milling step is performed with high solids to produce the slurry with the required final level of target solids. In another embodiment in which the phyllosilicate mineral in the slurry to be ground is 100% kaolin, the kaolin feedstock can be prepared by a method in which removal of water is achieved only by tube compression and the high solids milling step is executed to produce the slurry with the required final level of target solids. This avoids costly thermal drying.

La molienda puede ser llevada a cabo en un dispositivo adecuado de molienda. En ciertas realizaciones, el dispositivo de molienda puede ser un molino abierto que tiene un eje vertical, sin recirculación de la suspensión. A modo de ejemplo, el dispositivo de molienda puede ser un molino de volteo (por ejemplo, de barra, bola y autógeno), un molino agitado (por ejemplo, SAM, molino GK, o IsaMill), un molino con malla tal como un decantador de medio agitado (SMD), o un molino de torre. En ciertas realizaciones, se prefiere el uso de un decantador de molino agitado. En el libro de texto "Wills' Mineral Processing Technology", 7a edición, capítulo 7, cuyo contenido es incorporado en esta memoria como referencia para todos los propósitos, puede encontrarse información adicional sobre molinos con agitación.The grinding can be carried out in a suitable grinding device. In certain embodiments, the grinding device can be an open mill having a vertical axis, without recirculation of the slurry. TO By way of example, the grinding device can be a tumbling mill (eg rod, ball and autogenous), a stirred mill (eg SAM, GK mill, or IsaMill), a mesh mill such as a decanter stirred medium (SMD), or a tower mill. In certain embodiments, the use of a stirred mill decanter is preferred. Additional information on stirred mills can be found in the textbook "Wills' Mineral Processing Technology", 7th edition, chapter 7, the contents of which are incorporated herein by reference for all purposes.

Producto de mineral molido de filosilicatoPhyllosilicate Ground Mineral Product

En una realización, el producto molido obtenido mediante molienda de la suspensión acuosa de mineral de filosilicato tiene un factor de forma que es aproximadamente el mismo o está reducido, comparado con el del material de alimentación. Este puede ser el caso cuando las partículas de mineral de alimentación son relativamente delgadas y tienen una elevada relación de aspecto, por ejemplo cuando la alimentación ya ha sido completamente deslaminada (de modo que no es posible un incremento adicional en el factor de forma). El factor máximo de forma puede estar entre 10 y 45, por ejemplo entre 12 y 40.In one embodiment, the ground product obtained by grinding the aqueous suspension of the phyllosilicate mineral has a form factor that is approximately the same or is reduced, compared to that of the feed material. This may be the case when the feed mineral particles are relatively thin and have a high aspect ratio, for example when the feed has already been completely delaminated (so that no further increase in form factor is possible). The maximum shape factor can be between 10 and 45, for example between 12 and 40.

En otra realización, el producto molido obtenido mediante molienda de la suspensión acuosa de mineral de filosilicato tiene un factor aumentado de forma comparado con el del material de alimentación. El factor de forma puede ser aumentado en por lo menos 50% o por lo menos 100%, y puede depender de, por ejemplo, el origen del mineral. Así, algunos depósitos pueden tener una proporción mayor de pilas de partículas comparada con otros, y por ello pueden dar un mayor incremento en el factor de forma. En realizaciones, el factor incrementado de forma será menor que 100, o menor que 80 o menor que 60 o menor que 50. Cuando el producto molido es una mezcla de minerales de filosilicato, se presenta aumento del factor de forma de cada mineral de filosilicato en la mezcla, y el factor incrementado de forma (u otra propiedad) es medido sobre la mezcla de los minerales, comparado con el factor de forma de la mezcla de minerales de filosilicato en la alimentación.In another embodiment, the ground product obtained by grinding the aqueous suspension of the phyllosilicate mineral has an increased shape factor compared to that of the feed material. The form factor can be increased by at least 50% or at least 100%, and can depend on, for example, the origin of the mineral. Thus, some deposits may have a higher proportion of particle stacks compared to others, and thus may give a greater increase in form factor. In embodiments, the increased shape factor will be less than 100, or less than 80 or less than 60 or less than 50. When the ground product is a mixture of phyllosilicate minerals, there is increased shape factor of each phyllosilicate mineral. in the mixture, and the increased form factor (or other property) is measured on the mixture of minerals, compared to the form factor of the mixture of phyllosilicate minerals in the feed.

Cuando el mineral de filosilicato comprende caolín, el factor de forma del caolín en el producto es mayor que el factor de forma del caolín en el material de alimentación, y está en el intervalo de 10 a 100, por ejemplo en el intervalo de 10 a 50.When the phyllosilicate mineral comprises kaolin, the form factor of kaolin in the product is greater than the form factor of kaolin in the feedstock, and is in the range of 10 to 100, for example in the range of 10 to fifty.

Cuando el mineral de filosilicato comprende talco, el factor de forma del talco en el producto es mayor que el factor de forma del talco en el material de alimentación, y está en el intervalo de 10 a 100, por ejemplo en el intervalo de 20 a 70, o en el intervalo de 30 a 60, o en el intervalo de 40 a 50.When the phyllosilicate mineral comprises talc, the form factor of talc in the product is greater than the form factor of talc in the feedstock, and is in the range of 10 to 100, for example in the range of 20 to 70, or in the range of 30 to 60, or in the range of 40 to 50.

Cuando el mineral de filosilicato comprende caolín, el d50 del caolín en el producto está, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 10 |jm, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 5 |jm, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 3 |jm.When the phyllosilicate mineral comprises kaolin, the d50 of kaolin in the product is, for example in the range of 0.1 to 10 | jm, for example in the range of 0.1 to 5 | jm, for example in the range of 0.1 to 3 | jm.

Cuando el mineral de filosilicato comprende talco, el d50 del talco en el producto está, por ejemplo en el intervalo de 0.1 a 20 jim, por ejemplo en el intervalo de 0.5 a 10 jim, por ejemplo en el intervalo de 0.5 a 6 jim o en el intervalo de 1.0 a 5 jim, o en el intervalo de 1.5 a 4 jim.When the phyllosilicate mineral comprises talc, the d50 of talc in the product is, for example in the range of 0.1 to 20 jim, for example in the range of 0.5 to 10 jim, for example in the range of 0.5 to 6 jim or in the range of 1.0 to 5 jim, or in the range of 1.5 to 4 jim.

El contenido de sólidos de la suspensión acuosa resultante después de la molienda estará determinado por el contenido de sólidos de la suspensión acuosa del material de alimentación. Debido a la evaporación de agua durante la molienda, el contenido de sólidos de la suspensión acuosa resultante después de la molienda puede ser mayor que el del material de alimentación, a menos que se añada agua adicional durante la molienda, para mantener un contenido deseado de sólidos.The solids content of the resulting aqueous suspension after milling will be determined by the solids content of the aqueous suspension of the feedstock. Due to evaporation of water during milling, the solids content of the resulting aqueous suspension after milling may be higher than that of the feedstock, unless additional water is added during milling, to maintain a desired content of solid.

El mineral molido de filosilicato obtenido mediante los métodos divulgados en esta memoria es otro aspecto. Así, ciertas realizaciones suministran también un caolín en partículas, opcionalmente en suspensión acuosa, que tiene un d50 en el intervalo de 0.1 a 5 jim y un factor de forma de 10 a 100, por ejemplo un d50 está en el intervalo de 0.4 a 2.5 jim y un factor de forma está en el intervalo de 10 a 50. En ciertas realizaciones, la invención suministra un talco en partículas, opcionalmente en suspensión acuosa, que tiene un d50 en el intervalo de 0.5 a 10 jim y un factor de forma de 10 a 100, por ejemplo un d50 en el intervalo de 1.0 a 6.0 jim y el factor de forma está en el intervalo de 20 a 70.The ground phyllosilicate mineral obtained by the methods disclosed herein is another aspect. Thus, certain embodiments also supply a particulate kaolin, optionally in aqueous suspension, having a d50 in the range of 0.1 to 5 jim and a form factor of 10 to 100, for example a d50 is in the range of 0.4 to 2.5 jim and a form factor is in the range of 10 to 50. In certain embodiments, the invention provides a particulate talc, optionally in aqueous suspension, having a d50 in the range of 0.5 to 10 jim and a form factor of 10 to 100, for example a d50 in the range of 1.0 to 6.0 jim and the form factor is in the range of 20 to 70.

Ejemplos de realizaciones de la invenciónExamples of embodiments of the invention

En una realización, el mineral de alimentación de filosilicato es caolín que tiene un factor de forma de 10-20 y un d50 de 2 jim o mayor, por ejemplo un factor de forma de 15 a 20 y un d50 de 2 a 5 jim. La molienda es ejecutada a 55 % en peso de sólidos, o mayor. El mineral de producto tiene un factor de forma mayor que 25, o mayor que 30, o mayor que 40 o mayor que 50, y tiene un d50 de 1.5 jim o menor.In one embodiment, the phyllosilicate feed mineral is kaolin having a form factor of 10-20 and a d50 of 2 jim or greater, for example a form factor of 15 to 20 and a d50 of 2 to 5 jim. Milling is performed at 55% by weight solids, or higher. The product mineral has a form factor greater than 25, or greater than 30, or greater than 40 or greater than 50, and has a d50 of 1.5 jim or less.

En otra realización, el mineral de alimentación de filosilicato es caolín que tiene un factor de forma de 5-15 y un d50 de 0.5 jim o mayor, por ejemplo un factor de forma de 10 a 15 y un d50 de 0.5 a 2jim. La molienda es ejecutada a 55 % en peso de sólidos o mayor. El mineral de producto tiene un factor de forma que es aproximadamente el mismo factor de forma del mineral de alimentación, o tiene un factor de forma que es mayor que el factor de forma del mineral de alimentación, por ejemplo mayor que 15, o mayor que 20, o mayor que 25 o mayor que 30. Además, el mineral de producto tiene un d50 menor que 0.5 |jm.In another embodiment, the phyllosilicate feed mineral is kaolin having a form factor of 5-15 and a d50 of 0.5 jim or greater, for example a form factor of 10 to 15 and a d50 of 0.5 to 2jim. Grinding is performed at 55 wt% solids or greater. The product mineral has a form factor that is roughly the same as the form factor of the feed mineral, or has a form factor that is greater than the form factor of the feed mineral, for example greater than 15, or greater than 20, or greater than 25 or greater than 30. Also, the product ore has a d50 less than 0.5 | jm.

En otra realización, el mineral de alimentación de filosilicato es talco que tiene un factor de forma de 10-30 y un d50 de 5 jm o mayor, por ejemplo un factor de forma de 15 a 25 y un d50 de 5 a 10 jm. La molienda es ejecutada a 55 % en peso de sólidos o más. El mineral de producto tiene un factor de forma mayor que 40, o mayor que 50, o mayor que 60. Además, el mineral de producto tiene un d50 menor que 5 jm.In another embodiment, the phyllosilicate feed mineral is talc having a form factor of 10-30 and a d50 of 5 µm or greater, for example a form factor of 15 to 25 and a d50 of 5 to 10 µm. Milling is performed at 55% by weight solids or more. The product ore has a form factor greater than 40, or greater than 50, or greater than 60. Also, the product ore has a d50 less than 5 jm.

En otra realización, el mineral de alimentación de filosilicato es talco que tiene un factor de forma de 30-50 y un d50 de 2 jm o más, por ejemplo un factor de forma de 35 a 45 y un d50 de 2.5 a 5 jm. La molienda es ejecutada a 55 % en peso de sólidos o más. El mineral de producto tiene un factor aumentado de forma mayor que 40, o mayor que 45, o mayor que 50. Además, el mineral de producto tiene un d50 disminuido menor que 2.5 jm.In another embodiment, the phyllosilicate feed mineral is talc having a form factor of 30-50 and a d50 of 2 µm or more, for example a form factor of 35 to 45 and a d50 of 2.5 to 5 µm. Milling is performed at 55% by weight solids or more. The product ore has an increased form factor of greater than 40, or greater than 45, or greater than 50. In addition, the product ore has a decreased d50 of less than 2.5 jm.

En otra realización, el mineral de alimentación de filosilicato es una mezcla de caolín y talco en una relación de peso de 1:1 a 5:1, en la cual el talco tiene un factor de forma de 10-30 y un d50 de 5jm o mayor, y el caolín tiene un factor de forma de 10-30 y un d50 de 2 jm o mayor. La molienda es ejecutada a 55 % en peso de sólidos o más. El mineral de producto tiene un factor aumentado de forma mayor que 30, o mayor que 40. Además, el mineral de producto mixto tiene un d50 disminuido menor que 2.5 jm.In another embodiment, the phyllosilicate feed mineral is a mixture of kaolin and talc in a weight ratio of 1: 1 to 5: 1, in which the talc has a form factor of 10-30 and a d50 of 5jm. or greater, and kaolin has a form factor of 10-30 and a d50 of 2 jm or greater. Milling is performed at 55% by weight solids or more. The product ore has an increased form factor greater than 30, or greater than 40. Also, the mixed product ore has a decreased d50 less than 2.5 jm.

Usos del material molido en partículasUses of ground particulate material

El material en partículas molido obtenido usando ciertas realizaciones de los métodos divulgados en esta memoria, puede ser usado en una amplia variedad de aplicaciones, como será fácilmente evidente para alguien de destreza ordinaria en esta técnica. En ciertas realizaciones, el material inorgánico en partículas está presente como un pigmento de recubrimiento o relleno, o como parte de una composición de recubrimiento o de relleno. Las aplicaciones incluyen, por ejemplo, la preparación de: papel (cuyo término incluye dentro de su alcance todas las formas de papel, tarjeta, cartel, cartón y similares, incluyendo sin limitación papel para impresión y papel para escritura); polímeros y cauchos, por ejemplo plásticos (que pueden estar en la forma de una película); pinturas; sellantes y masillas; cerámicas; así como composiciones que son procesadas a continuación para obtener cualquiera de las anteriores.The ground particulate material obtained using certain embodiments of the methods disclosed herein can be used in a wide variety of applications, as will be readily apparent to one of ordinary skill in this art. In certain embodiments, the inorganic particulate material is present as a coating or filler pigment, or as part of a coating or filler composition. Applications include, for example, the preparation of: paper (which term includes within its scope all forms of paper, card, poster, cardboard and the like, including without limitation printing paper and writing paper); polymers and rubbers, for example plastics (which can be in the form of a film); paintings; sealants and putties; ceramics; as well as compositions that are subsequently processed to obtain any of the above.

Ahora se describirán realizaciones particulares de la presente invención, con referencia a los siguientes ejemplos no limitantes y los dibujos acompañantes.Particular embodiments of the present invention will now be described, with reference to the following non-limiting examples and accompanying drawings.

EjemplosExamples

Ejemplo 1Example 1

Se preparó un caolín de alimentación que tiene un d50 de 2.1 jm, un contenido de partículas que tiene un esd de 2 jm o más pequeño, de 48% en peso, un empinamiento de 31 y un factor de forma de 17, en suspensiones acuosas completamente dispersas, que tenían un contenido de sólidos de 30% y 60% en peso. El agente dispersante era un dispersante de poliacrilato de sodio.A feed kaolin having a d50 of 2.1 jm, a particle content having an esd of 2 jm or less, 48% by weight, a steepening of 31 and a form factor of 17, was prepared in aqueous suspensions. completely dispersed, having a solids content of 30% and 60% by weight. The dispersing agent was a sodium polyacrylate dispersant.

Las suspensiones fueron molidas por abrasión usando un medio (8/14) de molienda de alta densidad de tamaño medio, con cantidades variables de aporte de energía. En la tabla 1 abajo se exponen los resultados obtenidos.The suspensions were abrasive ground using a medium size high density milling medium (8/14), with varying amounts of energy input. Table 1 below shows the results obtained.

Tabla 1Table 1

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(continuación)(continuation)

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Ejemplo 2Example 2

Se usó el método del Ejemplo 1 para moler una alimentación de caolín diferente. El caolín usado tenía un d50 de 0.86 |jm, un contenido de partículas que tenía un esd de 2 |jm o más pequeño, de 70% en peso, un empinamiento de 21 y un factor de forma de 11. En la Tabla 2 abajo se exponen los resultados obtenidos.The method of Example 1 was used to grind a different kaolin feed. The kaolin used had a d50 of 0.86 | jm, a particle content having an esd of 2 | jm or smaller, 70% by weight, a steepening of 21, and a form factor of 11. In Table 2 below the results obtained are presented.

Ejemplo 3Example 3

Se usó el método del Ejemplo 1 para moler una alimentación de caolín diferente. El caolín usado tenía un d50 de 0.56 jm, un contenido de partículas que tenía un esd de 2 jm o más pequeño, de 90% en peso, un empinamiento de 36 y un factor de forma de 12. En la Tabla 3 abajo se exponen los resultados obtenidos.The method of Example 1 was used to grind a different kaolin feed. The kaolin used had a d 50 of 0.56 jm, a particle content having an esd of 2 jm or smaller, 90% by weight, a steepening of 36, and a form factor of 12. Table 3 below shows present the results obtained.

Tabla 2Table 2

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Tabla 3Table 3

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Ejemplo 4Example 4

Se preparó un talco de alimentación que tiene un d50 de 8.4 |jm, un contenido de partículas que tiene un esd de 2 |jm o más pequeño, de 13% en peso, un empinamiento de 31 y un factor de forma de 21, en una suspensión acuosa totalmente dispersa que tenía un contenido de sólidos de 60% en peso. Se usó el mismo agente dispersante que se había usado para preparar las suspensiones de caolín.A feed talc was prepared having a d50 of 8.4 | jm, a particle content having an esd of 2 | jm or smaller, 13% by weight, a steepening of 31, and a form factor of 21, in a fully dispersed aqueous suspension having a solids content of 60% by weight. The same dispersing agent was used that had been used to prepare the kaolin suspensions.

La suspensión fue molida usando un medio (8/14) de molienda de alta densidad de tamaño medio, con cantidades variables de aporte de energía. En la Tabla 4 abajo se exponen los resultados obtenidos.The suspension was milled using a medium size high density milling medium (8/14), with varying amounts of energy input. Table 4 below shows the results obtained.

Para comparación, se incluyeron también los resultados para un talco procesado en seco y un talco molido en húmedo disponible comercialmente.For comparison, results for a dry processed talc and a commercially available wet ground talc were also included.

Tabla 4Table 4

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Ejemplo 5Example 5

Se repitió el Ejemplo 4 usando un talco diferente, que tiene un factor de forma de 20, un d50 de 7.55jm y un contenido de partículas que tiene un esd de 2 jm o más pequeño, de 13% en peso. En la Tabla 5 abajo se exponen los resultados obtenidos 5. El contenido de sólidos fue de 60 % en peso. Example 4 was repeated using a different talc, having a form factor of 20, a d50 of 7.55jm, and a particle content having an esd of 2 µm or less, of 13% by weight. The results obtained are shown in Table 5 below 5. The solids content was 60% by weight.

Tabla 5Table 5

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Ejemplo 6Example 6

Se repitió el Ejemplo 4 usando un talco diferente, que tiene un factor de forma de 39, un d50 de 2.96|jm y un contenido de partículas que tiene un esd de 2 jm o más pequeño, de 35% en peso. En la Tabla 6 abajo se exponen los resultados obtenidos 6. El contenido de sólidos fue de 57 % en peso.Example 4 was repeated using a different talc, having a form factor of 39, a d50 of 2.96 µm, and a particle content having an esd of 2 µm or less, of 35% by weight. The results obtained are shown in Table 6 below 6. The solids content was 57% by weight.

Tabla 6Table 6

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Ejemplo 7Example 7

Se repitió el Ejemplo 4 usando una mezcla de 75% en peso de caolín y 25 % en peso de talco. el contenido total de sólidos en la suspensión acuosa para molienda fue de 64 % en peso.Example 4 was repeated using a mixture of 75% by weight kaolin and 25% by weight talc. the total solids content in the aqueous suspension for grinding was 64% by weight.

En la Tabla 7 abajo se exponen las características del caolín de alimentación y el talco de alimentación, junto con los resultados obtenidos.Table 7 below shows the characteristics of the feed kaolin and feed talc, together with the results obtained.

Tabla 7Table 7

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Claims (15)

REIVINDICACIONES 1. Un mineral molido de filosilicato que comprende talco en partículas que tienen un d50 en el intervalo de 0.5 a 10 |jm y un factor de forma de 10 a 100, en el que el factor de forma es la medida de la relación de diámetro de partícula a espesor de la partícula, para una población de tamaño y forma variables, como se miden usando los métodos, aparatos y ecuaciones de conductividad eléctrica descritos en el documento de EEUU No. 5,576,617. 1. A ground phyllosilicate mineral comprising particulate talc having a d50 in the range of 0.5 to 10 | jm and a shape factor of 10 to 100, where the shape factor is the measure of the ratio of diameter from particle to particle thickness, for a population of varying size and shape, as measured using the electrical conductivity methods, apparatus, and equations described in US Pat. No. 5,576,617. 2. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el factor de forma está en el intervalo de 20 a 70.2. A milled phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the form factor is in the range of 20 to 70. 3. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el factor de forma está en el intervalo de 30 a 60.3. A milled phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the form factor is in the range of 30 to 60. 4. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el d50 está en el intervalo de 0.5 a 6 jm.4. A milled phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the d50 is in the range of 0.5 to 6 µm. 5. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el d50 está en el intervalo de 1.0 a 5 jm.5. A milled phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the d50 is in the range of 1.0 to 5 µm. 6. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el d50 está en el intervalo de 1.5 a 4 jm.6. A ground phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the d50 is in the range of 1.5 to 4 µm. 7. Un mineral molido de filosilicato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el d50 está en el intervalo de 1.0 a 6.0 jm y el factor de forma está en el intervalo de 20 a 70.7. A milled phyllosilicate mineral according to claim 1, wherein the d50 is in the range of 1.0 to 6.0 µm and the form factor is in the range of 20 to 70. 8. Uso del mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7 como un pigmento para recubrimiento o un material de relleno, o como una parte de una composición de recubrimiento o de relleno, en la preparación de papel, tarjeta, cartel, cartón, papel para escritura, papel para impresión, polímeros, cauchos, plásticos, películas plásticas, pinturas, sellantes, masillas, o cerámicas.8. Use of the phyllosilicate ground mineral according to any one of claims 1 to 7 as a pigment for coating or a filler material, or as a part of a coating or filler composition, in the preparation of paper, card , poster, cardboard, writing paper, printing paper, polymers, rubbers, plastics, plastic films, paints, sealants, putties, or ceramics. 9. Composición que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, para uso en la obtención de papel, tarjeta, cartel, cartón, papel para escritura, papel para impresión, polímeros, cauchos, plásticos, películas plásticas, pinturas, sellantes, masillas, o cerámicas9. Composition comprising the ground mineral of phyllosilicate according to any one of claims 1 to 7, for use in obtaining paper, card, poster, cardboard, writing paper, printing paper, polymers, rubbers, plastics, plastic films, paints, sealants, putties, or ceramics 10. Papel que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el papel es cualquier papel, tarjeta, cartel, cartón, tal como por ejemplo papel para impresión papel para escritura.10. Paper comprising the ground phyllosilicate mineral according to any one of claims 1 to 7, wherein the paper is any paper, card, poster, cardboard, such as for example printing paper writing paper. 11. Polímero o caucho que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en el que el polímero o caucho puede ser un plástico, tal como una película plástica.11. Polymer or rubber comprising the phyllosilicate ground mineral according to any one of claims 1 to 7, wherein the polymer or rubber can be a plastic, such as a plastic film. 12. Pintura que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.12. Paint comprising the ground mineral of phyllosilicate according to any one of claims 1 to 7. 13. Sellante que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.13. Sealant comprising the milled phyllosilicate mineral according to any one of claims 1 to 7. 14. Masilla que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7.14. Putty comprising the ground mineral of phyllosilicate according to any one of claims 1 to 7. 15. Cerámica que comprende el mineral molido de filosilicato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7. Ceramic comprising the ground phyllosilicate mineral according to any one of claims 1 to 7.
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